[发明专利]多层波束成形方法及实现多层波束成形的终端

说明书

技术领域

本发明涉及多输入多输出(MIMO，Multiple Input and Multiple Output)通信系统的波束成形(beamforming)技术，尤其涉及一种多层波束成形方法及实现多层波束成形的终端。

背景技术

MIMO系统由于其有效提高信道容量而在长期演进(LTE，Long-Term Evolution)、高级长期演进(LTE-A，Advanced Long-Term Evolution)的研究中倍受人们关注。

波束成形技术主要是通过控制波束方向来进行工作的，利用天线阵列结构获得特征方向的波束，还通过用户终端所在方位来区分用户终端，从而可以实现多个用户复用相同的时间、和频率资源，可以获得明显的波束能量增益，可以完善小区覆盖和MIMO系统容量，减小MIMO系统干扰和增加MIMO系统容量，提高链路可靠性，提高峰值速率。同时，波束成形技术也可以利用用户信号最强的方向进行控制波束，以利用多径信道环境中最强的几条径进行数据传输。波束成形技术比较适合用于空旷的郊区场景，也可以用于复杂的城区环境。对于小天线间距(如0.5λ)情况下，更加适合于应用波束成形(beamforming)技术，有利于控制波束指向。

在单用户MIMO模式中，可以通过设计合适的发射天线和接收天线的权值矢量来对多个数据流通过多个层同时进行传输，并可以使多个层的数据之间并行传输，去除层间干扰。在多用户MIMO模式中，可以通过设计合适的发射天线和接收天线的权值矢量来设计赋形波束的方向，区分多用户的信号，去除用户间干扰。

目前的波束成形技术，主要是针对单层数据流的波束成形，对于单用户MIMO模式来说，终端侧将直接对待发送的上行数据流进行波束成形处理，并发送到基站侧，待发的上行数据流为单层。

对于即将开始制定的第三代合作伙伴计划(3GPP，Third Generation Partnership Projects)Rel-10标准来说，MIMO系统的基站侧天线数目将会扩展至8个以上，终端侧天线数目将会扩展至4个以上，如此，对于波束成形技术来说，就需要控制波束成形所使用的层数，需要将现有的单流波束成形技术扩展至多流波束成形技术，以便更充分合理的利用空间信道资源。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种多层波束成形方法及实现多层波束成形的终端，以实现波束成形中所使用层数的控制。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

本发明提供了一种多层波束成形方法，所述方法包括：用户设备(UE)根据已获得的各空间信道层的发射权值，得到各层数据流到达接收侧的信噪比；所述UE根据所得到各层数据流到达接收侧的信噪比，确定能够发送的数据流；所述UE对所述能够发送的数据流进行波束成形处理，并发射到接收侧。

在上述方案中，所述UE得到各空间信道层的发射权值的过程，包括：所述UE获得上行信道矩阵；对所获得的上行信道矩阵进行特征值分解，得到各空间信道层的增益，即各空间信道层的发射权值；计算各空间信道层的发射权值与自身链路信噪比的乘积，得到各层数据流到达接收侧的信噪比。

在上述方案中，所述UE根据所得到各层数据流到达接收侧的信噪比，确定能够发送的数据流，具体为：所述UE将所得到各层数据流到达接收侧的信噪比与预先配置的信噪比门限值进行比较，将数据流到达接收侧的信噪比大于所述信噪比门限值的各层数据流确定为能够发送的数据流。

在上述方案中，所述UE对所述能够发送的数据流进行波束成形处理，并发射到接收侧的过程，包括：所述UE对所述能够发送的数据流进行编码、调整、加载各层的专用导频，根据能够发送的数据流所在空间信道层的发射权值，将能够发送的数据流映射到自身的发射天线上，并通过发射天线发送给接收侧。

本发明还提供了一种实现多层波束成形的终端，所述终端包括：获得单元、确定单元和发送单元；其中，获得单元，用于根据已获得的各空间信道层的发射权值，得到各层数据流到达接收侧的信噪比；确定单元，用于根据所述获得单元得到的各层数据流到达接收侧的信噪比，确定能够发送的数据流；发送单元，用于所述确定单元所确定能够发送的数据流进行波束成形处理，并发射到接收侧。

在上述方案中，所述获得单元，具体用于，获得上行信道矩阵；对所获得的上行信道矩阵进行特征值分解，得到各空间信道层的增益，即各空间信道层的发射权值；再计算各空间信道层的发射权值与自身链路信噪比的乘积，得到各层数据流到达接收侧的信噪比。